Đồ án mô hình giám sát và điều khiển động cơ bước

Luận Văn Tốt Nghiệp

Trang:Ï

CHUONG 1: TONG QUAN VE DE TAI

1. Dat van dé:
Trong điều khiến chuyển động kỹ thuật số, động cơ bước là một cơ câu chấp hành

đặc biệt hữu hiệu bởi nó có thể thực hiện trung thành các lệnh đưa ra đưới dạng số.

các loại động cơ bước được sử dụng ngày càng rộng rai trong các hệ thông tự động,
điều khiến xa và nhiều thiết bị điện tử khác, nổi bật là trong các lĩnh vực sau: điều
khiến robot, điều khiến lập trình trong các thiết bị gia công, điều khiến máy đập giấy
decal,... v,..
. Va ciing trong diéu khién chinh xac nguoi ta can nhitng dong co
có thể đạt được độ chính xác cao theo đúng yêu cầu cả về lực và tốc độ. Động cơ
bước là một trong những sự lựa chọn tốt để đáp ứng được những yêu cầu trên với
khả năng chuyến động chính xác đến từng bước thậm chí là vi bước. Đặc biệt việc
điều khiến motor bude được ứng dụng phổ biến trong xí nghiệp, nhà máy phục vụ
trong cơng việc sản xuất hiện nay.
Bên cạnh đó việc phát triển các phần mềm ứng dụng cũng ngày một cao hơn, đặc
biệt với WinCC ( Windows Control Center), đây là phần mềm tích hợp giao điện
ngudi va may JIHMI (Integrated Human Machine Interface) dau tién cho phép két
hợp phần mềm điều khiến với q trình tự động hóa, là phần mềm ứng dụng để
giám sát, điều khiến và thu thập đữ liệu của một hệ thơng tự động hóa q trình sản
xuất.Với WinCC, người sử dụng có thể tạo ra một giao điện điều khiển giúp quan
sát mọi hoạt động của q trình tự động hóa một cách đễ dàng.
Việc sử dụng những bộ điều khiển lập trình PLC riêng lẻ không đáp ứng yêu cầu
điêu khiên của một hệ thông Scada, cân phải kết hợp thêm các bộ hiến thị HMI
(Human Machine Interface) giao diện người và máy.

Phan mém nay có thể trao đổi đữ liệu trực tiếp với nhiều loại PLC của các hãng
khác nhau như Siemens, Mítubishi, Allen Bradley,v.v...,nhưng nó đặc biệt truyền
thơng rất tốt với PLC của hãng Siemens.Trong lãnh vực tự động hóa trong cơng
nghiệp, WInCC là một trong những phần mềm HMI chuyên đùng của hãng Siemens
dé quán lý thu thập dữ liệu và điều khiến q trình cơng nghiệp, chương trình dùng
để điều hành các nhiệm vụ của màn hình hiển thị và hệ thơng điều khiến trong tự
động hóa sản xuất.
WinCC được cài đặt trên máy tính và giao tiếp vơi PLC thơng qua cơng
COMI hoặc COM2 (chuẩn RS- 232) của máy tính. Do đó, cần phải có một bộ
chuyển đổi từ chuân RS-232 sang chuẩn RS-485 của PLC.
WinCC con có đặc tính mở. Nó có thể sử dụng một cach dé dàng VỚI Các
phan mềm chuẩn và phần mềm người sử đụng, tạo nên giao điện người-máy đáp
ứng nhu câu thực tế một cách chính xác. Những nhà cung cap co thé phat trién img
dụng của họ thông qua giao diện mở của WinCC như một nên tảng để mở rộng hệ
thông.


Luận Văn Tốt Nghiệp
Ngồi khả năng thích ứng cho việc xây
khác nhau, WinCC cịn có thể để đàng tích
tồn cơng ty như việc tích hợp với
MES(Manufacturing Excution System- Hé
xuat)va ERP(Enterprise Resource Planning).
sở qui mơ tồn cầu nhờ hệ thống trợ giúp của

Trang:2
dựng các hệ thống có qui mơ lớn nhỏ
hợp với những ứng dụng có qui mơ
những hệ thống cao cấp như
thống quan lý việc thực hiện sản

WinCC cũng có thể sử dụng trên cơ
Siemens có mặt trên tồn thế giới.

Đối với S7-300 thì việc kết nỗi với WinCC một cách dé dang nhờ sự tích hợp sẵn.

Trong khi thực tế các PLC S7-200 vẫn còn sử dụng nhiều mà WinCC thì khơng
tích hợp sẵn. Vì vậy việc kết nối giữa S7-200 và WinCC phải thông qua phan
mềm S7-200 PC Access để liên kết. Đây cũng là một phần được trình bày trong
bài luận văn này.
Đê tài mà tơi thực hiện là một ví dụ thực tiên: Mơ hình giám sát và điều
khiên động cơ bước. Nội dung đề tài bao gôm các vân đề sau:

‹

°
e

Tim hiểu về S7-200 (CPU 226CN) để lập trình.

Tim hiéu vé WinCC, PC Access.
Thiết kế được mơ hình giám sát và điều khiến động cơ bước dùng
PLC S7-200 đề thực hiện cắt giấy theo một chiêu đài định sẵn và có
sự giám sát của máy tính.

2. Giới hạn đề tài:
Với thời gian gần bảy tuần thực hiện đề tài, cũng như trình độ chun mơn có hạn
nên ở đề tài này chỉ làm: Tìm hiểu về các bộ điều khiển động cơ bước và sử dụng
S7-200 (CPU 226CN) dé lap trinh, tim hiéu vé PC Access, HMI va dung WinCC
để giám sát mơ hình cắt giây tự động. Rất mong nhận được sự góp ý kiến q thây
cơ và các bạn sinh viên để hồn thiện hơn về về tài này.

Luận Văn Tốt Nghiệp

CHUONG

—D

_

Trang:3

2: CO SO LY LUAN

1. Gidi thiéu so loc vé PLC S7-200.
1.1 Giới thiệu tống quát về ho PLC S7.
«

Họ PLC S7 là một họ PLC mạnh, tốc độ xử lý cao, khả năng quán lý bộ
nhớ tốt, kết nối mạng công nghiệp.
Hiện nay họ PLC S7 gơm có S7-200, S7-300, S7-400.
Mãi một thế hệ PLC lại có nhiều chủng loại CPU khác nhau.
Đối với PLC S7, có thể thực hiện các phép tốn lgic, đếm, định thời, các
thực tốn phức tạp và thực hiện truyền thơng với các thiết bị khác.
Một số thông số kỹ thuật của S7-200 CPU22X.
CPU221|CPU222|
2048W | 248W |
1024W | 1024W |

Bộ nhớ chương trình

Bo nh dit liéu

Khả năng dự phịng

bộ nhớ khi mất nguồn | 50 giờ | 50giờ |
10 dia chi

GCPU224 | CPU226
40968W
4096W
2560W
2560W

190 giờ

|CPU226XM
8192W
5120W

190 gid

8ln/4Out| 8In/6Out| 14In/+0Out|^24ln/48Out|

Đồng hồ thời gian thực | Cartrige | Cartrige|_
Kích thước bộ dêm

Tích hợp | Tíchhợp |

190 gid

24In/4 8Out

Tích hợp

256 (128 vào, 128 ra)

Tốc độ thực hiện
lanh logic

0,3/us / lênh

1.2 Cấu hình vào ra của S7-200 CPU226CN
CPU

226 DC/DC/DC

CPU

226XM

(6ES7 216={2AD22=0XB0)

DC/DC/DC

'J00001001

(6ES7 216=2AF22-0XB0)

|

IÏIIITTI

HC

S@&@&@@G@GG@G@@@G@G@@@[lSŠSG@@G@@G&@@®@@
L_M

1L: 90

|

00

iM

9.1

C2

03

04

05

95 07

0102(30405018097

10

2M2L:|
12

12

|10
13

1.1

12

13

1+

15

16

14]|24

15

16

17

202122232425

TITTTTTTTTTTTT

II

17

®

+

M

L+

DC|
2827

M

L:

(2@2@{2(2(2(2(2{2{2(2{22CŒ)

PE

AAA

H111, L[[LÍ LÊLLLLLLLLLi"

24VDG

Sensor Power Output

1.3 Những khái niệm co sé cia PLC 87-200

|


Luận Văn Tốt Nghiệp

Trang:4

1.3.1 khái niệm vòng quét của PLUC
l
,
|

a)

4

|

foked

¡

“

XIN Á
T

_|

tat

|

|

a

mien
Pt

Process-image

ir _

Inputs:

=

ti
{

l1

table (put regester)

3

Network 1
ga

STEP-7

b)

.»

T—

œ
|

Motor onoff
oo

3

Network2

t1

Direction rever

PL

—

)

*

»*
Cc)

và

đ)

`

|

PIQ = Process ireage cufpul table (cutput register)

fella.
â)

4

&

`

71

#

ee

Ơ

~

@a~

program

` _B4 mererc=

+

|

=

|
Outputs

lio
&

1

=
/

ra

|

|

|

a) c liu u vào: Đọc các trạng thái vật lý ( Input ) vào bộ đệm ảo ( IR
— Input Register ).

b) Thực thi chương trình: CPU đọc đữ liệu từ IR, thực hiện chương trình

phân mềm, kết quả được lưu lại ở các vùng nhớ thích hợp và bộ đệm ảo đầu
ra (OR — Output Register ).
Cc) Xử lý các yêu cầu truyền thơng ( Option ) : nếu có u cầu truyền thơng
xử lý ngắt.
d) Tự chuẩn đốn lỗi: CPU kiểm tra lỗi của hệ điều hành trong Rom, các
vùng nhớ và các trạng thái làm việc của các module mở rộng.
©) Xuất kết quả ở đầu ra : CPU đọc kết quả từ OR, và xuất kết quả ra các
công vật lý.
Một số lưu ý :
« Đầu vào số :
+ Nếu khơng đùng tính nang I ( Immediatcly ) thì đữ liệu đầu vào
được cập nhật tại bộ đệm ảo.
+ Nếu dùng tính năng này, chương trình bỏ qua bộ đệm ảo.
« Đầu vào tương tự :
,
,

+ Nêu bỏ qua tính năng lọc tương tự, thì chương trình sé lây trực tiếp
đữ liệu tại cơng vat lý.
+ Nếu dùng tính năng này, thì chương trình sẽ đọc các giá trị được lưu
lại.


Luận Văn Tốt Nghiệp

Trang:5

Mơ tả vịng qt :
+ Mơi một vòng quét cơ bản của PLUC mat tr 3ms — 10ms, tuy thuộc
vào sô lượng cũng như kiêu lệnh viết trong chương trình.
Hetwork

10.0

1

—( )

0

Thay đối mức logic
đầu vào

ee

¡|

ETA

|

1/Thời cập nhật bộ đệm đầu vào.
2/ Thời gian thực thị chương trình.
3/ Thời gian xuât kêt quả ra công
vat ly.

|

1.3.2 Phan chia vùng nhớ trong S7-200 :
a. Ving đệm 4o dau vao (I ; 10.0- 115.7 ):
e

CPU sẽ truy cập các đầu vào vật lý tại đầu mỗi chu kỳ quét và ghi đữ liệu
vào bộ đệm ảo.
Dinh dang truy cap:

e

Bit:
Byte, Word, or Double Word:

[byte address]. [bit address}
[sizel[starting byte address)

10.1
IB4

b. Vùng đệm ảo đầu ra (Q; Q0.0-Q15.7 ):

e
e

Cuối mỗi chu kỳ quét, CPU S7-200 sé truy cập đữ liệu từ bộ đệm ảo xuất
ra các đầu ra vật lý.
Định dạng truy cập :

Bit:

Byte, Word, or Double Word:

Q/byfe adaress].[bit address]

Qjsizel/starting byte address]

ce. Vung nhé thoi gian ( T ; T0-T255):

(31.1

QB5


Luận Văn Tốt Nghiệp
«
e
e

Trang:6

Vùng nhớ này dùng cho các bộ thời gian của S7-200. Đối với một bộ Timer
có hai hình thức truy cập vùng nhớ, truy cập theo Timer bịt hoặc Current
Value.
Dinh dang truy cap :
Tuy theo lệnh sử dụng trong chương trình mà cho phép ta truy cap theo
Timer bit hay Current value.

Fonmat:

Tftimer number
2.1

ACT

|————

EM

fa

=
iN

Wa

ae

T24

ae

Current Value

OUT

rf

+ Vweoe

ia

Timer Bits

————

TO
=e

-

|

T2

as
Accesses

the current

q

jt |

value

Accesses

the timer bit

d. Vùng nhớ bộ đếm ( C ; C0-C255 ):
e Vung nho nay dùng cho các bộ đếm của S7-200. Đối với một bộ Counter
có hai hình thức truy cập vùng nhớ, truy cập theo Counter bịt hoặc Current
Value.
e Dinh dang truy cap :
Format:

Cfeeunter number]
l2.1

mow
———
ca —

EN
IN

Vv

|

Vev2o0
_—

Accesses

e

ad
;
Current Value

,

OUT

C24

15

Counter
=

cũ
=

Z

ễ

the current value

Bits

'
Accesses

Ư
F—

|
the counter bit

Tuy theo lệnh sử dụng trong chương trình mà cho phép ta truy cập theo
Counter bit hay Current Value.

e. Vùng nhớ đặc biệt (SM):
e Vùng nhớ này cung cấp các bỉt truyền thơng giữa CPU và chương trình.
Các bit nay duoc ding để lựa chọn và điều khiến một số chức năng đặc
biệt của CPU S7-200.
e Định dạng truy cập :
Bit:

Byte, Word, or Double Word:

SM/byle address].
bit address]

SM/sizej/staning byte address]

1.3.3 Truy cập dữ liệu gián tiếp thông qua con trõ:

SM0.1

SMB86


Luận Văn Tốt Nghiệp

Trang:7

a. Con trỏ ( Pointer ) : là một ơ nhớ có kích thước một từ kép ( double word )
chứa địa chỉ của một ô nhớ khác. Khi ta truy cập vào ô nhớ của con trỏ có nghĩa
ta đang đọc địa chỉ của ơ nhớ mong mn.
Có 3 vùng nhớ trong Š7-200 cho phép dùng làm con trỏ : V, L, AC1, AC2,
AC3.
S7-200 cho phép dùng con trỏ để truy cập các địa chỉ nhớ sau: L Q, V,M,
S, T (current value ) , C ( current value ).
S7-200 khéng cho phép dùng con trỏ để truy cập các địa chỉ nhớ AL, AQ,
HC, SM, L va địa chỉ dưới dạng bịt.
Khi sử dụng cách truy cập dữ liệu thông qua con trỏ, trong Š7-200 sử dụng
2 ký tự & và *.
+ Ký tự &: Dùng đề khởi tạo con trỏ.
- - Ví dụ: MOVD & VB200, AC].
- Chuyển địa chỉ VB200 ( không chuyển nội dung ) vao thanh ghi
AC1. Thanh ghi AC] tro thanh con trỏ.
+ Ký tự * : Dùng để truy cập nội dung ơ nhớ có địa chỉ chứa trong con trỏ.
- - Ví dụ: MOVB *ACI, VB200.
- Chuyén nội dung ơ nhớ có địa chỉ lưu trong con trỏ AC1 vào ơ nhớ
có địa chỉ VB200.

RẺ|

lễ

44
56

7

address 0ƒ VW2U0

|=“#—— NCVD

šVW20, AC!

Con tro ACI

co noi dung la 200

( byte cao của từ VW200 )

4
ACT

T8

T

¡234

|#—— MOVW *act, aco
Thanh ghi ACO co noi dung là

1234 ( nội dung cua 6 nho co dia chi
trong con tro ACI] )

b. Luu y : Dé thay d6i ndi dung con tré:
Sử dụng lệnh tăng +D ( Tăng từ kép, do con trỏ là một thanh ghi 32 bit).
Nếu truy cập thco byte : Tăng nội dung con trỏ lên 1.
Nếu truy cập theo word : Tăng nội dung con trỏ lên 2.
Nêu truy cập theo double word: Tăng nội dung con trỏ lên 4.
1.4 Lựa chọn ngơn ngữ lập trình:
Trong Š7-200 cho phép lựa chọn 3 ngơn ngữ lập trình :
Ngơn ngtt LADDER ( LAD ).
Ngơn ngt STL.


Luận Văn Tốt Nghiệp

Trang:8

e

Ngôn ngữ FBD.
Ba ngôn ngữ này về mặt hình thức có thể chun đổi lẫn cho nhau. Việc lựa
chọn ngơn ngữ lập trình là tùy theo thói quen, sở thích cũng như kinh nghiệm của
người sử dụng.
1.4.1 Ngơn ngữ LADDER

:

e

Là ngơn ngữ lập trình đồ họa đựa trên cơ sở sơ đồ trang bị điện, việc kết
nối lập trình đồ họa giống với việc thiết lập Các sơ 46 relay- contactor. Một
chương trình nguồn viết bảng LAD được tổ chức thành các network, mỗi
network thực hiện một cơng việc nhỏ.
e _ S7-200 đọc chương trình từ trên xuống đưới, từ trái qua phải, sau đó lập lại
ở vịng qt tiếp theo.
Ví dụ ngơn ngữ LADDER:
Network 3

| Raise mechanic hand

—

—C: )

Network4
| Mechanic hand is gone on the right

=

Q0.1

10.3

10.5

ae

10.1
|

O02

—€ 5 )
1.4.2 Ngơn ngữ STL :
e©

e

Là ngơn ngữ lập trình đưới đạng Text gần giống với lập trình hợp ngữ trong
vi điều khiến và vi xử lý, là một ngôn ngữ mạnh cho phép tạo ra một
chương trình mà LAD và EBD rất khó tạo ra. Một chương trình viết đưới
đạng STL được tổ chức thành các network, mỗi nctwork thực hiện một
cơng việc nhỏ.
S7-200 đọc chương trình từ trên xuống dưới, sau đó lập lại ở vịng qt tiếp
theo.

Ví dụ ngơn ngữ STL:
Network 3

| Raise mechanic hand
LD
¬

T37
OL

Luận Văn Tốt Nghiệp

1.4.3 Ngơn ngữ FBD :
e©
e_

Là ngơn ngữ lập trình đồ họa dựa trên cơ sở kết nối các khối hàm, sử dụng
các ký hiệu logic giống với dai s6 boolean. Cac hàm toán học phức tạp
cũng được thể hiện đưới đạng khối với các đầu vào đầu ra thích hợp.
S7-200 đọc chương trình từ trên xuống đưới, từ trái qua phải, sau đó lập lại
ở vịng qt tiếp theo.

Ví dụ ngơn ngữ FBD :
Network 3

| Raise mechanic hand
O01
Ts?

¬

¡ I

Network 4

| Mechanic hand is gone onthe right
1đ.
O01

AND

ILI.3—
10.5

2. Giới thiệu về S7-200 PC ACCESS

QH.¿


Luận Văn Tốt Nghiệp

Trang:10

S7-200 PC ACCESS duoc dung trong luan van này với mục đích kêt nơi
gitta S7-200 va Wincc, đê làm được điều này ta cân tìm hiệu về cách cài đặt và sử
dụng của nó như thê nào .
2.1. Cài đặc S7-200 PC Access
Các bước thực hiện:
Trên thanh Taskbar, chọn All Programs > Run.
ih Notepad

Ẻ 2 Printers and Faxes

ny) TurboDemo 7.5 Enterprise

Q) Help and Support

© sx:

Nero PhotoSnap Viewer
be Essentials

All Programs

=
.
Open:

>

Type the name of a program, folder, document, or
Internet resource, and Windows will open it For you.
el g=terae Mod NL =asin
al f= =f

|

OK

|

eed i=ied Oe

Cancel

a

| | Browse...

al

|

Hộp thoai Browse xuat hiện, chọn đường dẫn đến chương trình cài đặt. Chọn file
Setup, rôi nhâp Open đề mở.


Luận Văn Tốt Nghiệp

Trang:11

Airowee

Look in: | G9 PCACCCSS

Q2

es

‹;m-

(comm
\ 3

autorun

My Recent

Basai

<
(3

da&a2
[ff kernel

Jocuments

detat

Desktop

I8ì layout.bin

t8] se:up
=) |Setup

wet

Mz Documents

“setup

s8

Ny ‘Computer

&¿

Fie name:

-

My Network

Setup

Fies cí tựpz:

Open

me

All Files

Cancel

|.

Hộp thoại Run xuất hiện, nhập OK.
tai

tt

HT
Type the name of 4 program, Folder, document, or

Open:

| "E;\CHUONG TRINH\PC &CCE55\5etup.exe"

Internet resource, and Windows vill open it For you.

|

Hộp thoại Choose

OK.

OK

h

| |

Canrel

| | Browse...

a

|

Setup Language xuat hién, chon ngôn ngữ English, rồi nhấp

j0) < Seay [1122

7)

Select the lanquage for this installation from

the choices below.

Vệt sáng xuất hiện lan đần qua phải trên hộp thoại cho biết chương trìng đang cài

đặt.


Luận Văn Tốt Nghiệp

Trang:12
Fi 10) es ag
œ”7Sea
2
o/-ZUU FU

VT

ACCESS

Version 1.0

Vnaelnteta ¿ 4Ƒ2 tee
f

'S/-2UU
PC Acces: Setup& prepating
the Insta hed? Wizard.
which will guice pau through lhe soat of the selup process. Phare

wait

ti

Cence

|

1120120) 2/7270

eq
-

Welcome to the InstallShield Wizard
PC Access Ơ1.0.0_56

for S?7-200

The InstallShieldđ \fizard will install S7-200 PC Access on
your computer. To cantinue, click Next.

Back.

|

Next >

.{

Cancel

H6p thoai ké tiép xuat hién, chon Yes.
Ohetallshield Wacane)
License Agreement

Be

Va

Please read the following license agreement carefully.

Press the PAGE DOWN

key to see the rest of the agreement.

PROGRAM LICENSE AGREEMENT
SIEMENS ENERGY & AUTOMATION, INC.

BI
qn

READ THE TERMS AND CONDITIONS OF THIS LICENSE AGREEMENT C&REFULLY
BEFORE OPENING THE PACKAGE CONTAINING THE PROGRAM DISKETTES, THE
COMPUTER SOFTWARE THEREIN. AND THE ACCOMPANYING USER
DOCUMENTATION [THE "PROGRAM"). THIS LICENSE AGREEMENT REPRESENTS
THE ENTIRE AGREEMENT CONCERNING THE PROGRAM BETWEEN YOU AND
SIEMENS ENERGY & AUTOMATION, INC. AND IT SUPERSEDES ANY PRIOR
PROPOSAL, REPRESENTATION. OF UNDERSTANDING BETWEEN THE PARTIES.

fs)

Do you accept all the terms of the preceding License Agreement? If you choose Na, the
setup will close. To install $?7-200 PC Access. you must accept this agreement.
InstallShield

< Back

|

Yes [`

|

Ma

Hộp thoại hiển thi đường dẫn cài đặt chương trình. Nếu muốn thay đối đường dẫn
chon nit Browse. O đây ta giữ nguyên đường dân mặc định, Nhâp Next.


Luận Văn Tốt Nghiệp

Trang:13

HiiZE1I3/121:].//E2-174
Choose

Destination Location

Select tolder where Setup will install tiles.
Setup wall install $7-A1N PC. Arrrss in the fillawing folder

To instal to this folder, click. Next. To install to a different foder, click. Browse and select
another folder.

Destination Folder
| E:\Prcqram Files5iemens+57-410 PE Access

Browse...

|

;š†allzhnield

< Back

|

Nest > NI

Cancel

|

Vệt sáng xuất hiện lan dân từ trái sang phải cho biết quá trình cài đặt đang tiến

hành

ts

[fifZfE117 Ii1211f )/f2217:Ì
Setup

Status

57-200 PC Access Setup is performing the requested operations.

Installing:

>a

1526

Bang SIMATIC Device Drivers Setup xuat hién.
Seine

vende

D/JWETE si

SIMATIC Device Drivers Setup

Be

Sau khi các vệt sáng chạy xong, hộp thoại Set PG/PC Interface xuat hién, nhap
OK.


Luận Văn Tốt Nghiệp

Trang:14
4 cocss

Path

|

Swccesy Point

|IPE-vrTY
[Standard

of thee Spplications.

PPI

tor MicroevviIN)

Interface Parameter “esiqnment
i ‘LAL '1 cablell '1 "1Í

Used:
Properties...

|

Copy...

|

IWSI ‹-1crvc->

PC/PPI cable(PPI
HI T CPI = Rlilixx# =r dịo
BRA TCI

-- VLA

Carnnatable

\Sesioning Foramcters
for on PPI Motworl)
)

Cast Cr

to an PLSKFI

Medite

|

cable

Interfaces
“dd“Remove:

Solcct...

Cancei |

Hep

|

H6p thoai InstallShield Wizard xuat hién, nhập Finish kết thúc q trình cài đặt.
[WSIIÈ8ff/7Z//TQQQ%
InstallShield Wwizad Cumplete
The InstallShield Wizard has successfully installed 57-200 PC
Access. Click Finish to exit the wizard.

|

Finish

NJ

2.2 Cach sw dung $7-200 PC Access :
2.2.1 Tao sw két noi cho m6t PLC :
Trong S7-200 PC Access với trợ giúp OPC bao gồm 3 biến đôi tượng :
- PLC
- Folder ( không cần thiết)
- Item
Khi tạo một dự án mới, việc kết nỗi PLC phải được làm trước với hai bước sau
a. Thiết lập cấu hình giao tiếp :
Khởi động Š7-200 PC Access, tu thanh Taskbar chon Start > Simatic > S7-200
PC Access.

.

Mo mot du an mdi, chon File > New, ctra s6 Unititled- S7-200 PC Access xuat
hién.

Trang:15
So

Uialitlted

Fils

EUliL

(Oo
=1

Sf

View

ot Gi]
>

2Ì

x

2OO

PO

Staluy

Sh a

Acccus

Toul

Help

><

| Eh Pe

Narn
C2) whats rev
2 microwin

wwhiar'< sienw
Meio WIC)

Meee
item

iL)

+

Value

| address

| mara Type

lime

FQuslity

Utamp

| Ard

Nhap phai vao Microwin chon PG/PC Interface..
Bay
=)

Project

@

What's

Hame_

Mew

Opty

2

| Address

Lt

CtrH

New PLC...
?
PGjPC Interac

vào

1

Cửa sô Set PG/PC Interface xuất hiện .
Set

PG/PC

Interfoce

“vccess Path
;heềcess Fomt

|
of the S&pplicatiorn:

[iicrc/IN

=> PEFFI

[Standard tor Micro “vi

Interface Parameter S4ecignment
IhCz F1

|

id

calbl PPI)

|
Used:

cable[FˆP'

(ERE < inne >
(fE]ISD Iral. Ettizrr2L 2 lritezl(Fï)
4v đ zlz>

(BSIISO Ind. Ethemet

[ESIL | caabla|PIJ
‹
[4csigning Paoramcters
for a PP] Network]

Properties...

|

[Ielete

|

Select...

|

^^

> Realtek RTLS1

vw

>
to an PC/PPI

cable

— Interfaces
Add/Remove:

Caricel

Nhap chon PC/PPI cable(PPI),
Properties — PC/PPI cable.

réi

chọn

|

Propcrtics,

Help

xuất

hiện

hộp

thoại


Luận Văn Tốt Nghiệp

Trang: l6

Properties - PC/PPI cahle(PPI)
PPI

Ed

| Local Connection |
Station Parameters

Auddress:

ia

Timeout:

1s

+

Transmission Rate:

3.6 kbps

=

Highest Station Address:

31

~

Network Parameters
[ Advanced PPI
T

|

Multiple Master Network

OK

|

Default

|

Cancel

|

Help

|

Chọn địa chỉ và tốc độ truyền cho S7-200 PC Access , thông thường dé mac
định như trên, GO mục Local connection chon cong COM can két ndi voi PLC.
Sau đó nhân Ok đề châp nhận.
Properties
PPI

- PC/PPI

cable(PPI}

| anal nnne=r:Hmn

Connection

ta:

Í—

conncction

Modem

OK

|

|

CŨ

Defaull

5

|

v

Caricel

|

Helu

b. Thiết lập cầu hình mới cho một PLC :

Trên cửa số làm việc của S7-200 PC Access, nhấp phải Microwin chọn New
PLC.
[= Untitled -$7-200 PC Access
File

Edit

View

Status

[0 ob td | XB
¬

Project
2) Wwhat's Mew

saben:

Tools

Help

we X | BỊ

Marc

*

;

mix.
|

Modern
-PGIPC Interface...

»

|

Ỉ Address


Luận Văn Tốt Nghiệp

_—

Trang:l7

Ctra s6 PLC Properties xuat hiện, ở mục Name nhập vào tên PUC cân làm việc,
ở đây chọn tên PLC]I.

202)

17 110/7.

General

Name:

|rrri

Network Address:

ñ

=

Range [1.126]

OK

|

Cancel

|

Ở mục Netwok Address cần phải chợn con số phủ hợp với địa chỉ câu hình
của PLC trong dy an Step 7 —Micro/Win, thong thường đơi với Š7-200 thì mặc
định với sơ 2.
2.2.2 Tạo mục [tem :
Nhâp phải vào mục PUCI chọn New, rồi chon item.
i= Untitled - $7-200 PC Access
File

Edit

view

Cae
=

Bay

Status

&

Tools

Be

xX

Help

Fl

Project
What's New

Mame

#

| Address

=) ES, MicraWing COM)

Cut

Ctrl+x

Copy

Ctrl+C

Felder
=

Delete PLC
Rename
Properties

Hộp thoại Item properties xuất hiện, ở mục Name nhập tên theo đự án đã tạo ở
S57-200, ở mục Address nhập dia chỉ vùng nhớ, ngõ vào ngõ ra phù hợp với dự
án mà ta đã thiết lập trên S7-200, sau đó nhập ok để chập nhận. Cụ thể sẽ được
trinh bày ở chương 4.
Item

Properties

Symbolic Name:
Name:
IEI:
bf sero

|Newltem2
Microw iin.PLC

1. Ìeưl tenn

Locatiun

la.
2ala

me

| ee
| ype.

Enaineeriiaa

HighLow:

Deacrintion
fnnnarnenr-

IhlT

LÍ mất s

0.0000000
0.0000000

Read stutrite
~

~

|

H


Luận Văn Tốt Nghiệp
Trang:18
Sau khi nhân Ok ta được kết quả sau, tương tự ta tạo thêm nhiều Item khác.

File

Edit

Wiew

Status

Tools

Help

DœM ›amX
=

Em

Project

2 What's Mew
E

WBO

ElicroWin(COM3})

<_

Newlkerm?

Mụn

FG pica

Sau d6 nhap chudt chon cac item via tao réi kéo ré thả vào ving Test Client .
f

Untitled - $7-200 PC Access

File

Edit

‘View

Cae
|)

Status

Tools

Help

§ SAX
2

a) Project

12} What's New

Sh Sp Microwin( coms)
fi Pica

Name

Ti

#

| Address

(uc

Time Stamp

Quality

Micravwin ,PLC1.MewItem1

-

OF :00;00;000

Bad

@® MicrowWin.PLC1.MewItem2

:

OF:00:00;000

Bad

SB

| Access

| Comment

Miwa

Si 19, -10)18
ltemID

| Data Type

VEO

4

2.2.3Chay thir, kiém tra :
Nhap chon Status > Start test Client.
f= PLSP?.pca - $7-200 PC Access
File

Edit

View

S55

Toals

Help

Nếu thấy ở cột Qualty chuyền từ Bad sang Good là việc kết nối đã thành công.


Luận Văn Tốt Nghiệp
3. Khái quát về động cơ bước:

Trang:19

Trong hệ thống tự động và trong máy tính điện tử ngày càng sử dụng rộng
rải hệ thông truyền động rời rac.
Các hệ thông truyền động rời rạc này
đặc biệt gọi là động cơ bước. Động cơ bước
biến các tín hiệu điều khiến đươi đạng các

góc quay hoặc chuyên động của rotor và có
trí cần thiết.

thực hiện nhờ loại động
thường là động cơ đồng
xung điện áp thành các
khả năng cô định rotor

cơ chấp hành
bộ dùng phô
chuyển động
vào những vị

Động cơ bước làm việc được nhờ có bộ chuyển mạch điện tử, để đưa tín
hiệu điều khiển vào các cuộn đây stator, theo một thứ tự và một tần số nhất định.
Tổng số góc quay của rotor tương ứng với số lần chuyên mạch, cũng như chiêu
quay và tôc độ quay của rotor, phụ thuộc vào thứ tự chuyển và tần số chuyền đổi.
3.1 Phân loại và cầu tạo
Động cơ bước cơ bản được chia làm 3 loại:
e Động cơ bước nam châm vĩnh cữu.
e Động cơ bước biến trở từ
e Động cơ bước lai
Động cơ bước nam châm vĩnh cữu cơ bản gôm 3 lọa1:
e Động cơ bước đơn cực
e Động cơ bước lưỡng cực
e Động cơ bước nhiều pha
3.2 Động cơ bước nam châm vĩnh cữu
3.2.1 Động cơ bước đơn cực:

Luận Văn Tốt Nghiệp

Trang:20

STEP loại đơn cực bao gồm 2 cuộn đây, mỗi cuộn được nối ra ngoài ở giữa
cuộn, vì vậy thơng thường trên thực tế đây là loại động cơ 5 hoặc 6 đây ra, STEP
loại này được điều khiến bắng cách cho đầu đây chung nỗi lên nguồn và từng đầu
đây còn lại lần lượt được nối mass.
[

Coil4
—=ẽ

,

Cnil3

|

Common

-

Coil2

Coill

Động

cơ bước đơn cực có 5 ngõ ra: trong đó có 4 đầu dây colll+coll4

dùng để điều khiển cịn đầu dây common dùng để nối nguồn cung cấp. Kí hiệu
các màu dây theo qui định như hình dưới :
Black
Red
Brown

+12v Cđmmann
Coill
Cols

Green

Coil2

White

Coil4d

Động cơ bước đơn cực có 6 ngõ ra: trong đó có 4 đầu dây coill+coil4 ding
để điều khiển, 2 đầu dây cịn lại chính là dây common được tách ra làm 2, khi

dùng phải nối cả 2 với nguồn cung cấp. Hai dây common này có cùng màu.
3.2.2 Động cơ bước lưỡng cực:

Động cơ loại lưỡng cực (Bipolar), thường có 4 đầu ra. Về câu tạo đơn giản hơn
nhưng khó cho điều khiên vì phải đảo chiêu dịng điện qua cuộn day a,b.


Luận Văn Tốt Nghiệp

3.2.3 Động cơ bước nhiêu pha:

Trang:21

PN,
Một loại động cơ bước nam châm vĩnh cửu ít thơng dụng hơn đó là động cơ

bước có tất cả các cuộn dây được nối tiếp với nhau thành vịng kín và giữa mỗi
cặp dây có một điểm giữa gọi là động cơ bước nhiều pha hay đa cực. Kiểu

thông dụng nhất là kiểu 3 pha và 5 pha
3.3 Động cơ bước lai:

STEP lai là loại kết hộp giữa STEP từ thông
vĩnh cửu. Roto cho động cơ STEP lai có nhiều răng,
đổi, chứa lõi từ hóa trịn đồng tâm xoay quanh trục
đường dẫn giúp định hướng cho từ thông ưu tiên vào
được lái giỗng như STEP đơn cực và lưỡng cực.

3.4 Động cơ biến từ trỡ:

thay đổi và loại nam châm
giống như loại từ thơng thay
của nó. Răng cua rotor tạo
trong lỗ khơng khí. STEP lai


Luận Văn Tốt Nghiệp

Trang:22

Thơng thường có ba hoặc bốn cuộn đây đâu chung một đầu. Đầu chung được
nối với nguồn dương, các đầu cịn lại lần lượt cho thơng với đất để quay rotor.
Trên hình vẽ, rotor có 4 răng và stator có 6 cực. Mỗi cuộn đây sẽ được quân
trên hai cực đối nhau. Vì vậy, giả sử, khi cấp dién cho cuc | (stator), rotor sé quay
cực gần nhất (X) để răng thang với cực 1. Cặt điện cuộn số 1, tiếp tục cập điện cho
cuộn 2, rotor sẽ quay răng tiếp sau (Y) cho thắng với cực 2. Cứ như vậy điều khiến
quay rotor.

3.5 Nguyên lý hoạt động cơ bản của động cơ bước:
e Động cơ bước hoạt động dựa trên việc cap xung ,nó khơng có bộ chuyên mạch
bên trong nên tat cả mạch đảo phải được điều khiến bên ngoài bằng bộ điều khiến.
e Tại mỗi thời điểm sẽ chỉ có một hay hai cuộn dây có điện(tùy vào phương
pháp điều khiến là đây bước hay nửa bước).Khi trạng thái cấp xung thay đổi thì sẽ
sinh ra moment xoắn và sẽ làm cho roto quay.
e Điều khiến chiều quay động cơ :thay đổi thứ tự cấp xung ,giả sử động cơ đang
ở bước thứ 8 ta cập xung cho bước thứ 7 thì lúc đó nó sẽ quay ngược lại.
e Điều khiến tốc độ:thay đổi độ rộng xung và tần số xung.

Ƒ

n

@

Ộ

T'sepn “seo Lịng/giầy)

Trong đó :
V: vận tốc trung bình của động cơ bước. (vịng/giây)
n: số lần dịch bước.
t: thời gian động cơ thực hiện n lần địch bước. (giây)
Ø: góc bước của động cơ (độ)
f: tần số địch bước.

3.6 Các phương pháp điều khiến động cơ bước.


Luận Văn Tốt Nghiệp

Trang:23

e Điều khiển đủ bước
e Điều khiến nửa bước
e Điều khiến vi bước

3.6.1 Điều khiển đủ bước:
a. Một pha:

Tại mỗi thời điểm chỉ có 1 mâu được cấp điện.
step

la

1b

2a

2b

1

1

0

0

0

2

0

1

0

0

3

0

0

1

0

4

0

0)

0

1

b. Hai pha:
Tại mơi thời điềm sẽ có 2 mâu được cân điện.

Step

1ã

ib

2a

2b

1

|

0

0

1

2

1

1

0

0

3

0

1

{

0

4

0

0

1

1

3.6.2 Điều khiển nửa bước:


Luận Văn Tốt Nghiệp

Trang:24

Khi khơng có phần nào của mạch từ bão hịa, thì việc cấp điện đồng thời cho
hai mẫu động cơ sẽ sinh ra một moment xoắn theo vị trí là tổng của các moment
xoăn đối với hai mâu động cơ riêng lẻ. Đối với động cơ hai mâu nam châm vĩnh
cửu hoặc hỗn hợp, hai đường cong này sẽ là S radians khac pha, va néu dong qua
hai mẫu bằng nhau, đỉnh của tông sẽ năm ở vị trí S/2 radians kế tử đỉnh của đường
cong gốc, như ở hình đưới

cs
x38

`

\

Xà.

`
he

‘

os

/
⁄ ar
e
P
1 pf

Ke

i

hs
a

=1

~~

Day la co bản của điều khiến nửa bước. Moment xoăn giữ là đỉnh của đường
cong moment xoắn kết hợp khi hai mẫu có cùng đồng lớn nhất di qua. Đối VỚI
động cơ nam châm vĩnh cửu và hãn hợp thông thường, morent xoắn giữ hai mẫu
sẽ là:

h2 = (210.5) hl
Trong đó:
hl — moment xoắn giữ trên một mẫu

h2 — moment xoan giit hai mau
Diéu nay cho thay rang khong có phân nào trong, mạch từ bão hồ và moment
xoăn theo đường cong vị trí đối với mỗi mẫu là hinh sin lý tưởng.
Hầu hết các bảng hướng dân động cơ nam châm vĩnh cửu và biến từ trở đều chỉ ra
moment xoan gitt hai mau ma khơng có đưa ra moment xoăn

g1ữ trên một mau.

Néu bat ky phan nao trong mạch từ của động cơ bị bão hoà, hai đường cong
moment xoan sé khong thể cộng tuyến tính với nhau. Kết qua la moment tong hop
có thê khơng nằm chính xác tại vị trí S/2 ké ty vi tri can bang ban dau.

3.6.3 Điều khiến vi bước:
Cho phép các bước nhỏ hơn bằng việc đùng các đòng khác nhau qua hai mâu
động cơ, như hình vẽ dưới:


Luận Văn Tốt Nghiệp

Trang:25

Two Winding

Holding Torque _/

`

VỒ \-3s

ffve

/, / Ệ

QL"
\

2

os

ar i /-1sS

Ạ. __ Single Winding
KS,

N

NV

Holding Torque,

My

vs

⁄

RY

⁄

¿

i f*

Đôi với một động cơ hai mẫu biến từ trở hoặc nam châm vĩnh cửu, cho rang
các mạch từkhơng bão hồ và các đường cong moment xoắn trên mỗi mâu theo vị
trí là một hình sin hồn hảo, cơng thức đưới đây đưa ra những đặc tính chủ chốt
của đường cong moment xoắn tổng hợp:
h =(a2 +b2 )0.5
x =(S/(/2)
) arctan( b/a )
Trong đó:
ä — momecnt xoăn áp trên mẫu VỚI VỊ trí cân bản ø tại 0 radians

b
h
X
Š

—
—
—

moment xoan ap trén mâu với vị tri can bang tai S radians
moment xoan git tong hop
vi tri can bang tinh theo radians
góc bước, tính theo radians.

Khi khơng có bão hồ, các moment xoăn a và b tỉ lệ với dòng đi qua các mẫu

tương ứng. Điều này rất thơng dụng khi làm việc với các dịng và moment xoắn
bình thường, để moment xoắn giữ mâu đơn hoặc dòng cực đại được chap nhận
trong một mâu động cơ là 1.0.